初三化学-2.1-空气-讲义

2.1空气一、拉瓦锡测定空气成分的实验二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有：2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2↑。[练习]1)法国化学家用定量的方法研究空气的组成，他把少量的汞放在密闭的容器中连续加热后，发现一部分银白色的汞变成了，同时容器内的空气体积减少了。将得到的物质再加强热，得到和氧气。将这些氧气和剩余的气体混合后，所得气体的性质和空气的性质2)写出拉瓦锡实验的两个文字表达式：在空气中加热汞：_________________________________高温灼烧氧化汞：_________________________________二、测定空气中氧气含量的实验【实验原理】4P+5O22P2O5【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。【实验步骤】①连接装置，并检查装置的气密性。②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧，产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】①红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷；②空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。【注意事项】1.红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。2.装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。3.导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。4.冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。5.如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。6.在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。7.不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。8.如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。9.不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。[练习]写出红磷在空气中燃烧的文字表达式：______________________________________写出以下物质的元素符号和化学式：氧__________氮___________磷____________碳_______________氧气_________氮气___________五氧化二磷____________二氧化碳______________红磷___________拓展：相似装置三、空气的成分气体氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%四、混合物和纯净物混合物纯净物定义两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。只由一种物质组成的物质叫纯净物。特点组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。常见实例空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等能用化学式表示的所有物质冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物[练习]试着判断以下物质属于纯净物还是混合物，并说明你分类的依据。空气、氧气、二氧化碳、海水、冰、冰水混合物纯净物：____________________________________________________________混合物：____________________________________________________________注：纯净物是相对的，没有绝对的纯净物。研究任何物质性质，都必须取纯净物，因为杂质会掩盖物质本身一些性质五、空气是一种宝贵的资源1.氮气【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。【用途】①制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；②用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；③医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；④超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。2.稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。【用途】①用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；②用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；③用于激光技术；④氦气可作冷却剂；⑤氙气可作麻醉剂。六、空气污染和防治1.空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。2.计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。3.空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。4.防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。真题例题1在一密闭容器中充满空气，经测定其中含氮气体积为100L，则其中氧气的体积为()A．20LB．30LC．25LD．40L例题2关于做空气中氧气含量测定的实验装置中，下列有关说法正确的是（）A．选用红磷是因为反应可以消耗O2，生成固态的P2O5B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或铁丝C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体例题3右图所示装置可用于测定空气中氧气的含量，实验前在集气瓶内加入少量水，并做上记号。下列说法中不正确的是()A．该实验证明空气中氧气的含量约占1/5B．实验时红磷一定要过量C．实验前一定要检验装置的气密性D．红磷燃烧产生大量的白雾，火焰熄灭后立刻打开弹簧夹，1.下列物质不属于空气污染物的是（）A.氧气B.一氧化碳C.烟尘D.氮的氧化物2.下列物质能在空气中燃烧，且产生大量白烟的是()A．木炭B．硫粉C．红磷D．铁丝3．将下列数据（在空气中的体积分数）序号填入有关物质后面的括号内。（A）78%（B）21%（C）0.94%（D）0.03%（1）二氧化碳（）（2）氧气（）（3）氮气（）（4）稀有气体（）4．下列说法正确的是（）（A）空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成（B）空气中氧气的质量占21%，氮气占78%（C）在通常状况下，无色、无味气体一定是空气（D）空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成5、澄清石灰水长期敞口放在空气中会在瓶口出现一层“白膜”。这是因为空气中含有（）A、氮气B、氧气C、稀有气体D、二氧化碳6、下列物质中属于纯净物的是（）A、液态氧气B、蔗糖水C、洁净的空气D、五氧化二磷7.为测定空气里氧气的含量，甲、乙同学用如图所示的装置分别进行了实验探究。（1）甲同学：点燃红磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞。待红磷燃烧停止并冷却后，打开止水夹，观察到集气瓶中吸入水得体积约占集气瓶容积的。（2）乙同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因是_________________________________。8.有下列物质：①洁净的空气②干净的河水③雪碧饮料④五氧化二磷⑤呼出的气体⑥氧气⑦澄清石灰水⑧铜丝⑨二氧化碳；其中是纯净物的是；是混合物的是__________9.空气中含量最多的气体是_________；澄清石灰水露置在空气中会逐渐变浑浊，这样说明空气中有少量的_________；盛有冰水的杯子，放在常温的空气中，外壁会潮湿，说明空气中有_________。